Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Powstało pierwsze programowalne włókno cyfrowe. Można wszyć je w ubranie

Recommended Posts

Naukowcy z MIT stworzyli włókno zawierające układy pamięci, czujniki temperatury i korzystające z oprogramowania trenowanego na sieciach neuronowych, które będzie mogło śledzić naszą aktywność fizyczną. Po wszyciu w ubranie włókno takie będzie odbierało, przechowywało i analizowało dane dotyczące tego, co robimy.

Profesor Yoel Fink, główny badacz w Research Laboratory of Electronic i jeden z twórców włókna mówi, że dzięki niemu można będzie śledzić nieznane dotychczas wzorce działania organizmu, co może przydać się zarówno sportowcom monitorującym swoje postępy, badaczom chcącym śledzić wpływ interwencji medycznych na organizm, jak i lekarzom pragnącym wcześnie wykrywać oznaki chorób. Z czasem możliwości takiego włókna mogą się zwiększać. Być może kiedyś pozwoli ono np. na uchwycenie ważnych momentów w życiu, rejestrując np. piosenkę graną podczas ślubu.

Dotychczas włókna elektroniczne były włóknami analogowymi, przetwarzającymi ciągły sygnał elektryczny. Tutaj zaś mamy włókno cyfrowe. To pierwsze włókno przechowujące i przetwarzające dane cyfrowe. Pozwala na poszerzenie właściwości tekstyliów i ich programowanie, mówi Fink.

Nowe włókno powstało z setek krzemowych mikroukładów, które umieszczono w formie i wykorzystano stworzenie polimerowego włókna. Dzięki precyzyjnej kontroli przepływu polimeru, naukowcy byli w stanie stworzyć włókno długości dziesiątków metrów, które zapewnia nieprzerwane połączenie elektroniczne pomiędzy umieszczonymi nań mikroukladami. Włókno jest cienkie, elastyczne, przechodzi przez ucho igły, może być wszywane w tradycyjne materiały i wytrzymuje co najmniej 10 cykli prania. Jeśli zostanie umieszczone w koszuli, nie będziesz czuł jego obecności. Nie będziesz nawet wiedział, że tam jest, mówi doktorant Garbiel Loke, członek zespołu badawczego.

Nowe włókno ma bardzo szerokie możliwości. Pozwala na przykład kontrolować poszczególne elementy. Możemy opisać włókno jako korytarz, a mikroukłady jak pokoje, z których każdy ma unikatowy identyfikator, mówi Loke. Naukowcy opracowali metodę adresowania, która pozwala na włączanie wybranych układów, bez jednoczesnego włączania innych.

Włókno dysponuje też sporą ilością pamięci. Naukowcy byli w stanie zapisać, przechować i odtworzyć kilkuset kilobajtowe pliki filmowe czy muzyczne. Można je było przechowywać w włóknie przez w miesiące bez potrzeby zasilania samego włókna.

Naukowcy przeprowadzili też eksperyment, w ramach którego stworzyli ze swojego włókna układ pamięci składający się z sieci 1650 połączeń. Wszyli to następnie w rękaw t-shirta, co pozwoliło na zarejestrowanie 270 minut danych nt. temperatury ciała osoby noszącej koszulkę i przeanalizowanie, jak temperatura ta miała się do różnej aktywności osoby. Następnie na podstawie takich danych wytrenowali swoje włókno na sieci neuronowej, dzięki czemu z 96-procentową dokładnością było ono w stanie określić aktywność fizyczną, jakiej w danym momencie oddawała się badana osoba.

W przyszłości takie włókna mogą na bieżąco monitorować osoby starsze lub chore, alarmując w razie wykrycia niepokojących zmian, jak zaburzenia oddychania czy nieprawidłowy rytm serca. Obecnie włókno kontrolowane jest przez niewielkie zewnętrzne urządzenie, więc jego twórcy chcą teraz skupić się nad stworzeniem mikrokontrolera, który będzie można wszyć w samo włókno.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 4.06.2021 o 18:50, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Z czasem możliwości takiego włókna mogą się zwiększać. Być może kiedyś pozwoli ono np. na uchwycenie ważnych momentów w życiu, rejestrując np. piosenkę graną podczas ślubu.

Ci naukowcy tak serio? Wideofilmowanie ślubów to akurat mamy obcykane bez wszywania w majtki jakichś szpiegowskich włókien.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jemu chyba bardziej chodziło o "piosenkę, którą grali podczas..." czegoś tam, pierwszego spotkania czy coś.

I tak, pernamentna inwigilacja.

W dniu 4.06.2021 o 18:50, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Jeśli zostanie umieszczone w koszuli, nie będziesz czuł jego obecności. Nie będziesz nawet wiedział, że tam jest,

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na podwodnych szczytach w centrum Oceanu Arktycznego, w jednym z najuboższych w składniki odżywcze regionów oceanów, odkryto wielkie kolonie gąbek. Wydaje się, że żywią się one... szczątkami wymarłej fauny. Współpracują przy tym z mikroorganizmami, dzięki którym mają dostęp do składników odżywczych. Niezwykłego odkrycia dokonali naukowcy z niemieckiego Instytutu Mikrobiologii Morskiej im. Maxa Plancka, Instytutu Alfreda Wegenera i międzynarodowy zespół naukowy współpracujący z nimi w ramach ekspedycji Polarstern. Poinformowali o nim na łamach Nature.
      W regionie, gdzie dokonano niezwykłego odkrycia, znajduje się bardzo mało składników odżywczych. Ocean jest tutaj bez przerwy pokryty lodem, więc z powodu słabego dostępu do światła produktywność glonów jest niewielka, niewiele więc opada na dno. Mimo to na szczytach wygasłych wulkanów zauważono niespodziewanie bogaty ekosystem. Jest on zdominowany przez gąbki, które dorastają tutaj do imponujących rozmiarów. Ich średnica dochodzi nawet do 70 centymetrów.
      Na szczytach wulkanicznych tworzących Grzbiet Langseth znaleźliśmy wielkie kolonie gąbek, jednak nie mieliśmy pojęcia, czym się one żywią, mówi Antje Boetius, główny naukowiec ekspedycji Polarstern. Naukowcy pobrali próbki i poddali je analizie. Wykazała ona, że gąbki żyją w symbiozie z mikroorganizmami, dzięki czemu mogą wykorzystywać starą materię organiczną. Dzięki temu żywią się pozostałościami wymarłych mieszkańców tych szczytów górskich, jak np. szczątkami robaków, wyjaśnia główna autorka badań Teresa Morganti.
      Gąbki to jedne z najprostszych zwierząt. Odniosły wielki sukces ewolucyjny, spotykamy je zarówno na płytko położonych tropikalnych rafach koralowych, jak i w podbiegunowych głębinach. Wiele z nich żyje w symbiozie z mikroorganizmami, które zapewniają im zdrowie i dostęp do pożywienia. Mikroorganizmy te wytwarzają antybiotyki, rozkładają składniki odżywcze do form przyswajalnych przez gąbki czy rozkładają wydzieliny gąbek. Podobną symbiozę zaobserwowano w przypadku do rodzaju Geodia, który dominuje we właśnie odkrytych koloniach arktycznych.
      Teresa Morganti we współpracy z Anną De Kluijver z Uniwersytetu w Utrechcie, przyjrzały się szczegółowo pobranym próbkom i stwierdziły, że przed tysiącami lat w badanym miejscu istniał bogaty ekosystem, dom dla wielu zwierząt. Teraz gąbki rozwijają się na szczątkach tego ekosystemu.
      Mikroorganizmy mają tam idealne warunki do życia, z czego korzystają gąbki. Jednak nie jest to współpraca jednostronna. Gąbki działają tam jak inżynierowie ekosystemu. Wytwarzają one bowiem spikule (skleryty), twarde igłokształtne struktury, budujące ich szkielet i tworzące rodzaj mat, po których gąbki się przemieszczają. Maty takie ułatwiają gromadzenie się materiału biologicznego.
      Grzbiet Langseth to pasmo górskie znajdujące się niedaleko Bieguna Północnego. Wody powyżej są bez przerwy pokryte lodem. A mimo to biomasa występujących tam gąbek jest porównywalna z biomasą gąbek w płytszych wodach o znacznie lepszym dopływie składników odżywczych. To unikatowy ekosystem. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy czegoś takiego na szczytach górskich w środkowej części Oceanu Arktycznego. Na badanym obszarze pierwotna produkcja wód znajdujących się powyżej zapewnia mniej niż 1% zapotrzebowania gąbek na węgiel. Dlatego też ten ogród gąbek może być zjawiskiem przejściowym. Jednak to bogaty ekosystem, w skład którego wchodzą też koralowce, mówi Antje Boetium.
      Arktyka należy do obszarów najbardziej dotkniętych skutkami globalnego ocieplenia. A ostatnie odkrycie pokazuje, jak mało wiemy o tym obszarze i jego unikatowym ekosystemie, który może ulec zniszczeniu, zanim go poznamy.
      Przypomnijmy, że niedawno podobnie zdumiewającego odkrycia dokonano po przeciwnej stronie kuli ziemskiej, gdy pod lodami Antarktyki odkryto największy na świecie obszar rozrodu ryb.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Korea Advanced Institute of Science opracowali czujnik umożliwiający mierzenie gęsiej skórki w czasie rzeczywistym.
      By określić, jak duże są wzgórki i jak długo się utrzymują, na skórę nakleja się przezroczysty przewodzący polimer. Urządzenie bazuje na zapisie spadków pojemności elektrycznej, do których dochodzi w wyniku odkształcania się skóry. Elektrodę wykonano z polimeru PEDOT:PSS; wybór był podyktowany tym, że popularne materiały metalowe są zbyt sztywne i łamliwe, by odkształcać się na miękkim substracie.
      Wg autorów artykułu z pisma Applied Physics Letters, wynalazek będzie można wykorzystać do badania zmian emocji. W przyszłości ludzkie emocje będą postrzegane jak inne typowo biometryczne dane, np. temperatura ciała czy ciśnienie krwi - uważa prof. Young Ho-cho. Mimo że trzeba będzie przeprowadzić dodatkowe badania, by skorelować pomiary z konkretnymi stanami emocjonalnymi i że gęsią skórkę wywołają wyłącznie silne reakcje, akademicy i tak przekonują, że technologia posłuży do stworzenia spersonalizowanych reklam lub silniej oddziałującej muzyki.
      Koreańczycy wyjaśniają, że cienki kwadratowy czujnik o boku o długości ok. 2 cm testowano na ręce ochotnika, który trzymał w dłoni kostki lodu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Politechnice Wrocławskiej (PWr) powstaje e-nos, który pomoże w wykrywaniu źródeł uciążliwych zapachów i monitorowaniu ich poziomu w otoczeniu. Pracuje nad nim dr Justyna Jońca. Realizacja projektu SENSODOR ma potrwać 3 lata.
      Mierzenie zapachu
      Bardzo trudno jest zmierzyć zapach. Typowe techniki analityczne pozwalają określić chemiczny skład mieszaniny odpowiedzialnej za pojawienie się zapachu, ale nie odpowiedzą nam na pytanie, czy jest on przyjemny, jakie ma stężenie czy intensywność. Jak dotąd najlepszym instrumentem do oceny uciążliwości zapachowej jest nasz nos. Techniki pozwalające oszacować uciążliwość zapachową nazywane są olfaktometrią - opowiada dr Jońca.
      Panel ludzkich nosów (wykorzystujący odpowiednie procedury zespół co najmniej 4 osób po przeszkoleniu) może precyzyjnie określić stężenie zapachowe, a także intensywność i jakość hedoniczną mieszanin zapachowych. Elektroniczny nos ma być uzupełnieniem przy tego typu badaniach.
      Zebranie zespołu i przeprowadzenie oceny jest kosztowne i czasochłonne, a w tym czasie źródło uciążliwości zapachowej może zostać zniwelowane na skutek zmiany charakteru emisji i warunków jej towarzyszących. Rozwiązaniem mogą być właśnie nosy elektroniczne, tworzące sieć monitorującą wokół interesującego nas obiektu, np. zakładu gospodarki odpadami komunalnymi. Pozwoli to na prowadzenie ciągłego monitoringu danego obiektu - tłumaczy specjalistka.
      W komunikacie prasowym PWr podkreślono, że choć substancje zapachowe nie są przeważnie szkodliwe dla zdrowia, to przy dłuższej ekspozycji mogą wywoływać np. problemy z koncentracją oraz podrażnienia gardła i oczu.
      Budowa e-nosa
      Elektroniczny nos jest zbudowany z matrycy czujników. Bardzo istotną jego częścią jest warstwa czuła, wyprodukowana z polimerów czy tlenków metali półprzewodnikowych.
      W każdym urządzeniu takich czujników będziemy mieli kilka lub kilkanaście, ale nie będą one selektywne. Oznacza to, że nie będą wykrywały konkretnego związku, ale każdy z wybranych czujników będzie inaczej reagował z analizowaną mieszaniną - zapowiada dr Jońca. Urządzenie ma się znajdować w ochronnej skrzynce z systemem przepływu powietrza.
      Z sygnałów z matrycy będzie powstawał "odcisk zapachu". Co ważne, oprócz tego próbki będzie analizować panel ludzkich nosów.
      Wyniki z obu źródeł będą wprowadzane do komputera, który, jak wyjaśniono w komunikacie uczelni, dzięki zastosowaniu algorytmów uczenia maszynowego będzie się stopniowo uczył. I to do tego stopnia, że finalnie sam będzie w stanie określić stężenie oraz intensywność zapachu nieznanej mu próbki.
      Mam nadzieję, że dzięki zastosowaniu nanotechnologii uda mi się uzyskać lepsze parametry niż w dotychczas stosowanych czujnikach. Dzięki zaprojektowaniu warstwy czułej w nanoskali uzyskać można m.in. wyższą czułość urządzenia - dodaje dr Jońca. Zainstalowanie e-nosa na dronie ułatwiłoby poszukiwanie źródeł uciążliwości zapachowych.
      Trzyletni projekt
      Na samej PWr w projekt zaangażowali się naukowcy z 2 Wydziałów: Inżynierii Środowiska i Mechanicznego. Część badań zrealizuje Laboratorium Chemii Koordynacyjnej Narodowego Centrum Badań Naukowych w Tuluzie. Za kwestie związane z uczeniem maszynowym ma odpowiadać dr Adalbert Arsen. Wg planu, testy e-nosa odbędą się we współpracy z którymś zakładem gospodarowania odpadami w województwie dolnośląskim.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Działanie insuliny, jednego z kluczowych hormonów metabolizmu węglowodanów, może być zakłócone m.in. przez nadwagę, co prowadzi do zmniejszenia wrażliwości na insulinę i grozi rozwojem cukrzycy typu 2. oraz chorób układu krążenia. Fińscy naukowcy z Uniwersytetu w Turku zauważyli właśnie, że pozycja stojąca jest powiązana ze zwiększeniem wrażliwości na insulinę. To zaś może oznaczać, że wydłużenie czasu, w którym w ciągu dnia stoimy może pomóc w zapobieganiu chorobom przewlekłym.
      Cukrzyca typu 2. to jedna z najbardziej rozpowszechnionych chorób cywilizacyjnych. Jest ona związana z insulinoopornością, przez co zwiększa się poziom glukozy we krwi.
      Trzeba przy tym pamiętać, że cukrzyca typu 2. jest bardzo ściśle związana z trybem życia, przede wszystkim z dietą i aktywnością fizyczną. Wiadomo, że regularna aktywność fizyczna odgrywa ważna rolę w zapobieganiu tej chorobie. Naukowcy z Turku chcieli zaś zbadać związek pomiędzy insulinoopornością a siedzącym trybem życia, aktywnością fizyczną i sprawnością u mało aktywnych dorosłych, u których występuje zwiększone ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2. i chorób układu krążenia.
      Podczas badań, których wyniki opublikowali w Journal of Science and Medicine in Sport, zauważyli, że niezależnie od poziomu aktywności, masy ciała czy sprawności fizycznej, pozycja stojąca zwiększa wrażliwość na insulinę Nigdy wcześniej nie opisane tego związku. Nasze odkryci pokazuje, że powinniśmy część czasu, w którym siedzimy, zastąpić staniem. Szczególnie wówczas, gdy nie jesteśmy aktywni fizycznie, mówi doktorantka Taru Garthwaite.
      Autorzy badań pokazali też, jak ważny jest odpowiedni skład organizmu. Zwiększony odsetek tłuszczu był ważniejszym czynnikiem wpływającym na wrażliwość na insulinę niż aktywność fizyczna, sprawność czy czas spędzony w pozycji siedzącej. Jednak pozycja stojąca była powiązana ze zwiększeniem wrażliwości na insulinę niezależnie od składu ciała.
      Wiemy, że regularna aktywność fizyczna jest korzystna dla zdrowia. Wydaje się, że aktywność, sprawność i siedzący tryb życia są powiązane z metabolizmem insuliny, ale nie bezpośrednio, a poprzez ich wpływ na skład organizmu, wyjaśnia Garthwaite.
      Badania sugerują, że wydłużenie czasu, w którym w ciągu dnia znajdujemy się w pozycji stojącej może pomóc w zachowaniu zdrowia, jeśli nie jesteśmy zbyt mało aktywni fizycznie.
      W następnym etapie badań Finowie chcą sprawdzić, jak zmiany w codziennej aktywności i braku aktywności wpływają na choroby układu krążenia i choroby metaboliczne. Celem będzie sprawdzenie, czy skrócenie o godzinę czasu, w którym siedzimy, będzie miało wpływ na metabolizm i odkładanie się tkanki tłuszczowej, w tym na wrażliwość na insulinę i regulację poziomu cukru we krwi, wyjaśnia Garthwaite.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego (UCSD) powstał specjalny plaster, który w czasie rzeczywistym monitoruje przepływ krwi w głęboko położonych tkankach. Posłuży on do wczesnego wykrywania problemów z układem krążenia. Podobne plastry są wykorzystywane do monitorowania parametrów skóry czy struktur położonych tuż pod nią. Tymczasem urządzenie z UCSD jest w stanie odbierać sygnały z mikrometrowej wielkości struktur położonych nawet 14 centymetrów pod skórą.
      Takie urządzenie może dostarczyć bardziej spójnego, dokładnego obrazu tego, co dzieje się w głęboko położonych tkankach i organach takich jak serce czy mózg, mówi główny autor badań profesor nanoinżynierii Sheng Xu.
      Plaster składa się z macierzy 144 milimetrowej wielkości przetworników ultradźwiękowych umieszczonych na cienkim polimerowym podłożu. Ułożono je w macierz o wymiarach 12x12. Ich sygnał może penetrować tkanki na głębokość do 14 centymetrów. Stało się to możliwe dzięki temu, że każdy z przetworników można kontrolować indywidualnie. Mogą one działać albo w synchronicznie, emitując skupioną wiązkę ultradźwięków o wysokiej intensywności, albo też asynchronicznie, gdy każdy z przetworników bada interesującą nas strukturę pod nieco innym kątem.
      O ile konwencjonalne urządzenia tego typu trzeba przesuwać, by uzyskać inny kąt, w przypadku urządzenia z San Diego nie ma takiej potrzeby. Pracuje ono w zakresie od -20 do 20 stopni. Dzięki temu można monitorować znacznie większy obszar niż ten znajdujący się bezpośrednio pod plastrem.
      Możemy manipulować wiązką ultradźwięków. To daje nam wiele możliwości, możemy monitorować różne organy czy przepływ krwi w dużej rozdzielczości. Nie byłoby to możliwe za pomocą pojedynczego przetwornika, mówi doktorantka Muyang Lin. Plaster można nosić przez dłuższy czas. Dzięki temu może on dostarczyć cennych danych, w tym informacji o nieodpowiednim funkcjonowaniu zastawek, złej cyrkulacji krwi czy skrzeplinach.
      W prototypowym urządzeniu dane odczytywano podłączając doń przekaźnik. Teraz, gdy okazało się, że plaster działa jak należy, jego twórcy pracują nad zaimplementowaniem na nim modułu bezprzewodowego przesyłania danych.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...